JP6562494B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
従来、ＥＬＰ（Ｅｔｃｈｅｄ Ｌｅａｄｌｅｓｓ Ｐａｃｋａｇｅ）構造の配線を有する表面実装型の樹脂封止型半導体装置は、金属板上に、内部端子、外部端子及び配線部を金属めっきで形成した基板を用いて製造されている。
そして、従来、このような構造の半導体装置の製造方法は、例えば、次の特許文献１に記載されている。
そして、従来、このような構造の半導体装置の製造方法は、例えば、次の特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の半導体装置の製造方法には、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有し、金属板上のめっき形成領域の全域に金属板側から外部端子部を有する外部端子面をなすめっき層が金属板の面に接した状態に形成され、その上に中間層をなすめっき層が同じ形状で形成され、更にその上に内部端子部を有する内部端子面をなすめっき層が同じ形状で形成された半導体装置用基板を用いて、内部端子面の上に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と内部端子を接続し、半導体素子搭載部を樹脂封止した後、基板の一部である金属板を除去し、樹脂裏面に突出している内部端子、外部端子及び配線部である金属のめっき層を覆うよう樹脂層を形成し、外部との接続のために外部端子の面が露出するよう樹脂層に開口部を設けることが開示されている。
しかし、特許文献１に記載の製造方法では、上記半導体装置用基板における、内部端子、外部端子及び配線部としてめっき層により形成された半導体素子搭載部は、例えば生産性を考慮して幅広の金属製の基板に多数のめっき層が３０μｍ程度の高さに形成された場合、めっき条件や装置構成等による製造時のばらつきによって５〜８μｍ程度の高低差が生じることがあり搭載する半導体素子が傾く原因になる。また上述の通り、内部端子、外部端子及び配線部である金属のめっき層を覆うよう樹脂層を形成し、更に外部との接続のために外部端子の面のみが露出するよう樹脂層に開口部を設ける工程が必要であり、その分、半導体装置の生産性が悪くなる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、半導体素子と電気的接続をする内部端子部の高さのばらつきによる高低差を無くし、搭載する半導体素子の傾きを防止してボンディング等の接続不良によって最終的に導通不良となることを解消できる半導体装置の製造方法と、外部端子部のみが露出する開口部を形成する工程が省略できる半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明による半導体装置の製造方法は、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が前記内部端子領域に接続し、かつ、該内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、前記配線部領域の他端と接続し、かつ、該内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を前記金属板上に有する半導体装置用基板を用いた半導体装置の製造方法であって、前記金属板上の前記めっき形成領域の全域に、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層を前記金属板の面に接した状態に形成し、次に、前記第１のＡｕめっき層の上に、金属めっき層を前記第１の貴金属めっき層と同一形状で形成し、次に、前記金属めっき層の上の前記めっき形成領域の前記外部端子領域に対応する部位に、外部端子となる第２の貴金属めっき層を形成することにより、前記第１の貴金属めっき層のみが、前記金属板の面に接するめっき層として形成され、前記第１の貴金属めっき層と同一形状の前記金属めっき層のみが、前記第１の貴金属めっき層と前記第２の貴金属めっき層との間に位置するめっき層として形成され、前記第２の貴金属めっき層のみが、前記第１の貴金属めっき層と同一形状の前記金属めっき層表面から前記めっき形成領域の前記外部端子領域に対応する部位において部分的に突出するめっき層として形成され、前記外部端子となる第２の貴金属めっき層表面は、他のめっき層に比べて前記金属板面からの高さが高くなっており、前記金属板における前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、該内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における前記外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の前記金属めっき層の面が露出している半導体装置用基板を準備し、前記半導体装置用基板における前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層及び前記外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されている側に、該外部端子となる第２の貴金属めっき層表面を露出させるとともに、前記金属板における前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、該内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における前記外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の前記金属めっき層の面を封止する樹脂層を形成し、前記樹脂層を形成後に前記金属板を除去して、該金属板の面に接した状態に形成されていた前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が前記樹脂層により保持され、且つ、前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層における前記金属板の面に接していた面が、前記樹脂層における前記金属板の面に接していた面と面一となって露出した配線部材を作製し、作製した前記配線部材の前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層の側に半導体素子を搭載する工程を含むことを特徴としている。
また、本発明の半導体装置の製造方法においては、作製した前記配線部材の前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層の側に半導体素子を搭載して該半導体素子の電極と前記内部端子との導通を取り、半導体素子搭載部分を樹脂封止する工程を含むのが好ましい。
本発明によれば、半導体装置を製造する際に用いる半導体装置用基板が、半導体素子を搭載する内部端子面および半導体素子と電気的接続をする内部端子部の高さを均一にできる基板であり、半導体装置製造時の外部端子部のみが露出する開口部を形成する工程が省略できることから、工程数を削減して生産性を向上させることができる樹脂封止型半導体装置を製造可能な方法が得られる。
実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の半導体装置の製造方法に用いる半導体装置用基板は、金属板を除去した後に半導体素子を搭載する配線部材となる半導体装置用基板であり、例えば、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有し、金属板上のめっき形成領域の全域に、金属板側から内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層を金属板の面に接した状態に形成し、次に、第１の貴金属めっき層の上に、金属めっき層を第１の貴金属めっき層と同一形状で形成し、次に、金属めっき層の上のめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位に、外部端子となる第２の貴金属めっき層を形成することにより、第１の貴金属めっき層のみが、金属板の面に接するめっき層として形成され、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と第２の貴金属めっき層との間に位置するめっき層として形成され、第２の貴金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層表面からめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位において部分的に突出するめっき層として形成され、外部端子となる第２の貴金属めっき層表面の金属板面からの高さが、金属めっき層表面の金属板面からの高さに比べて高くなっており、金属板における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の金属めっき層の面が露出している。
この半導体装置用基板は、内部端子部及び配線部とは厚み（表面における金属板面からの高さ）の異なる外部端子部が予め設けられているために、半導体装置の製造工程において内部端子及び配線部を樹脂で封止したときに、外部端子のみを露出させることが容易にできる。このため、この半導体装置用基板を用いると、従来の半導体装置用基板とは異なり半導体装置の製造過程で外部部材との接続面に開口部を形成する工程が不必要となり、その分、半導体装置の製造時の工程数が減少し生産性が向上する。
本発明の半導体装置の製造方法に用いる半導体装置用基板は、金属板を除去した後に半導体素子を搭載する配線部材となる半導体装置用基板であり、例えば、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有し、金属板上のめっき形成領域の全域に、金属板側から内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層を金属板の面に接した状態に形成し、次に、第１の貴金属めっき層の上に、金属めっき層を第１の貴金属めっき層と同一形状で形成し、次に、金属めっき層の上のめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位に、外部端子となる第２の貴金属めっき層を形成することにより、第１の貴金属めっき層のみが、金属板の面に接するめっき層として形成され、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と第２の貴金属めっき層との間に位置するめっき層として形成され、第２の貴金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層表面からめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位において部分的に突出するめっき層として形成され、外部端子となる第２の貴金属めっき層表面の金属板面からの高さが、金属めっき層表面の金属板面からの高さに比べて高くなっており、金属板における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の金属めっき層の面が露出している。
この半導体装置用基板は、内部端子部及び配線部とは厚み（表面における金属板面からの高さ）の異なる外部端子部が予め設けられているために、半導体装置の製造工程において内部端子及び配線部を樹脂で封止したときに、外部端子のみを露出させることが容易にできる。このため、この半導体装置用基板を用いると、従来の半導体装置用基板とは異なり半導体装置の製造過程で外部部材との接続面に開口部を形成する工程が不必要となり、その分、半導体装置の製造時の工程数が減少し生産性が向上する。
この点について、詳述する。
本件出願人は、試行錯誤の末、半導体装置を製造する際に用いる、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有する半導体装置用基板における内部端子と外部端子の電気的な接続面を、従来の半導体装置用基板とは逆にすることを着想した。
本件出願人は、試行錯誤の末、半導体装置を製造する際に用いる、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有する半導体装置用基板における内部端子と外部端子の電気的な接続面を、従来の半導体装置用基板とは逆にすることを着想した。
即ち、従来の半導体装置用基板では、半導体装置を製造する際には、外部端子面は金属板側の面、内部端子面は金属板とは反対側の面を露出させた状態で用いるように構成されている。
これに対し、本発明に使用する半導体装置用基板では、半導体装置を製造する際には、外部端子面は金属板とは反対側の面、内部端子面は金属板側における金属板の面に接していた面を露出させた状態で用いるように形成されるとともに、内部端子部及び配線部を構成するめっき層（第１の貴金属めっき層、金属めっき層）よりも外部端子部を構成する第２の貴金属めっき層のほうが、金属板の面から高くなるように構成されている。
これに対し、本発明に使用する半導体装置用基板では、半導体装置を製造する際には、外部端子面は金属板とは反対側の面、内部端子面は金属板側における金属板の面に接していた面を露出させた状態で用いるように形成されるとともに、内部端子部及び配線部を構成するめっき層（第１の貴金属めっき層、金属めっき層）よりも外部端子部を構成する第２の貴金属めっき層のほうが、金属板の面から高くなるように構成されている。
例えば、本発明の半導体装置の製造方法に使用する半導体装置用基板における端子が設けられている側を樹脂で封止し、樹脂封止後に金属板をエッチングによる溶解等により除去すると、金属板除去後には、金属板を除去した側の金属板の面に接した状態に形成されていた内部端子となる第１の貴金属めっき層の面が金属板の表面に倣って段差のない（高低差１μｍ以下の）状態で樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出することになる。この金属板は、リードフレーム等に使用される入手可能な一般的な圧延材である。
ここで、従来の半導体装置用基板を用いた半導体装置と同様に、第１の貴金属めっき層上に半導体素子を搭載するが、第１の貴金属めっき層の面が段差のない状態で露出しているので、接続する面は全体がフラットであるため、半導体素子が傾くことも無く、複数の内部端子部も均一な高さであるので半導体素子の電極とも接続が安定する。
そして、外部端子部は金属板側とは反対側の面を露出させる必要があるが、金属板上における、内部端子部、外部端子部及び配線部となる部位に第１の貴金属めっき、金属めっきを施した後、従来の半導体装置用基板とは異なり、更に、外部端子となる部位のみに、さらに第２の貴金属めっきを積み増して施すことで、内部端子部、配線部とは高低差のある外部端子を形成させた半導体装置用基板を用いることで外部端子部の面を露出させた樹脂層を容易に形成できると共に、外部端子部の面を露出させる工程を省略することができる。
ここで、従来の半導体装置用基板を用いた半導体装置と同様に、第１の貴金属めっき層上に半導体素子を搭載するが、第１の貴金属めっき層の面が段差のない状態で露出しているので、接続する面は全体がフラットであるため、半導体素子が傾くことも無く、複数の内部端子部も均一な高さであるので半導体素子の電極とも接続が安定する。
そして、外部端子部は金属板側とは反対側の面を露出させる必要があるが、金属板上における、内部端子部、外部端子部及び配線部となる部位に第１の貴金属めっき、金属めっきを施した後、従来の半導体装置用基板とは異なり、更に、外部端子となる部位のみに、さらに第２の貴金属めっきを積み増して施すことで、内部端子部、配線部とは高低差のある外部端子を形成させた半導体装置用基板を用いることで外部端子部の面を露出させた樹脂層を容易に形成できると共に、外部端子部の面を露出させる工程を省略することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置の製造方法は、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有する半導体装置用基板を用いた半導体装置の製造方法であって、金属板上のめっき形成領域の全域に、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層を金属板の面に接した状態に形成し、次に、その上に、金属めっき層を第１の貴金属めっき層と同一形状で形成し、次に、金属めっき層の上のめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位に、外部端子となる第２の貴金属めっき層を形成することにより、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と第２の貴金属めっき層との間に位置するめっき層として形成され、第２の貴金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層表面からめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位において部分的に突出するめっき層として形成され、外部端子となる第２の貴金属めっき層表面が、他のめっき層に比べて金属板面からの高さが高くなっており、金属板における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の金属めっき層の面が露出している半導体装置用基板を準備する。
次にこの半導体装置用基板を用いて、半導体装置用基板の金属板上で内部端子部、配線部、外部端子部に対応するめっき層が突出した側に、外部端子部の表面を露出させるとともに、その他の金属板における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の金属めっき層の面を樹脂で封止する。
次いで、半導体装置用基板の金属板を除去して、金属板と接していた面側において、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層における金属板の面に接していた面が樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出した配線部材を得る。
次いで、金属板を除去したことで現れた内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層の側に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極を、樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出した内部端子部となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層における金属板の面に接していた面と接続させる。
次いで、半導体素子を搭載した面側を樹脂で封止する。
このような工程により、金属板の表面に倣って段差のない状態の面に半導体素子を搭載することができ、且つ、既に外部接続部が樹脂から露出した部材であることから、外部接続部を露出させる従来の加工工程を省略することができる。
本実施形態の半導体装置の製造方法は、金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板上に有する半導体装置用基板を用いた半導体装置の製造方法であって、金属板上のめっき形成領域の全域に、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層を金属板の面に接した状態に形成し、次に、その上に、金属めっき層を第１の貴金属めっき層と同一形状で形成し、次に、金属めっき層の上のめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位に、外部端子となる第２の貴金属めっき層を形成することにより、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と第２の貴金属めっき層との間に位置するめっき層として形成され、第２の貴金属めっき層のみが、第１の貴金属めっき層と同一形状の金属めっき層表面からめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位において部分的に突出するめっき層として形成され、外部端子となる第２の貴金属めっき層表面が、他のめっき層に比べて金属板面からの高さが高くなっており、金属板における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の金属めっき層の面が露出している半導体装置用基板を準備する。
次にこの半導体装置用基板を用いて、半導体装置用基板の金属板上で内部端子部、配線部、外部端子部に対応するめっき層が突出した側に、外部端子部の表面を露出させるとともに、その他の金属板における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の金属めっき層の面を樹脂で封止する。
次いで、半導体装置用基板の金属板を除去して、金属板と接していた面側において、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層における金属板の面に接していた面が樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出した配線部材を得る。
次いで、金属板を除去したことで現れた内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層の側に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極を、樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出した内部端子部となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層における金属板の面に接していた面と接続させる。
次いで、半導体素子を搭載した面側を樹脂で封止する。
このような工程により、金属板の表面に倣って段差のない状態の面に半導体素子を搭載することができ、且つ、既に外部接続部が樹脂から露出した部材であることから、外部接続部を露出させる従来の加工工程を省略することができる。
実施例
次に、本発明の実施例について、説明する。
図１は本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造方法の工程を示した図で、(a)、 (a’)は本実施例の半導体装置の製造に使用する半導体装置用基板の構成を示す説明図、(b)、 (b’)は(a)、 (a’)に示す半導体装置用基板に、外部端子部の面が露出するよう樹脂で封止した状態を示す説明図、(c)は(b)に示す半導体装置用基板から金属板を除去し、配線部材とした状態を示す説明図、(d)は(c)に示す配線部材の内部端子となるめっき層側に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と配線部材の内部端子部を接続し、半導体素子を搭載した側を樹脂封止した状態を示す説明図である。
次に、本発明の実施例について、説明する。
図１は本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造方法の工程を示した図で、(a)、 (a’)は本実施例の半導体装置の製造に使用する半導体装置用基板の構成を示す説明図、(b)、 (b’)は(a)、 (a’)に示す半導体装置用基板に、外部端子部の面が露出するよう樹脂で封止した状態を示す説明図、(c)は(b)に示す半導体装置用基板から金属板を除去し、配線部材とした状態を示す説明図、(d)は(c)に示す配線部材の内部端子となるめっき層側に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と配線部材の内部端子部を接続し、半導体素子を搭載した側を樹脂封止した状態を示す説明図である。
図１(a)に示すように、本実施例の半導体装置の製造に用いるために準備する半導体装置用基板は、金属板１０を有するとともに、特許文献１に記載の半導体装置の製造方法に用いられている従来の半導体装置用基板と同様の、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を金属板１０上に有している。
また、金属板１０上のめっき形成領域の全域に、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層１１が金属板１０の面に接した状態に形成され、第１の貴金属めっき層１１の上に、第１の貴金属めっき層１１と同一形状で金属めっき層１２が形成され、更に金属めっき層１２の上のめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位に、第２の金属めっき層１３が形成され、第２の金属めっき層１３の上に第２の金属めっき層１３と同一形状で外部端子となる第２の貴金属めっき層１４が形成されている。そして、外部端子となる第２の貴金属めっき層１４の表面は、他のめっき層に比べて金属板１０の表面からの高さが、高くなっており、金属板１０における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層１１が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層１１が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層１４が形成されていない部位の金属めっき層１２の面が露出している。
金属板１０は、例えば、銅板で構成されている。
第１の貴金属めっき層１１は、例えば、金属板１０側から順に形成された、Ａｕめっき層とＰｄめっき層とで構成されている。
金属めっき層１２、第２の金属めっき層１３は、例えば、Ｎｉめっき層で構成されている。
第２の貴金属めっき層１４は、例えば、金属板１０側から順に形成された、Ｐｄめっき層とＡｕめっき層とで構成されている。
そして、第２の貴金属めっき層１４の表面（即ち、Ａｕめっき層の表面）の金属板１０の面からの高さを約４０μｍ、金属めっき層１２の表面の金属板１０の面からの高さを約６μｍとした半導体装置用基板を本実施例の半導体装置の製造に用いた。
なお、本実施例の変形例として、図１(a’)に示すように、金属めっき層１２の上に第２の金属めっき層１３が形成されず、金属めっき層１２の上に部分的に外部端子となる第２の貴金属めっき層１４が形成された半導体装置用基板を半導体装置の製造に用いてもよい。
また、金属板１０上のめっき形成領域の全域に、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層１１が金属板１０の面に接した状態に形成され、第１の貴金属めっき層１１の上に、第１の貴金属めっき層１１と同一形状で金属めっき層１２が形成され、更に金属めっき層１２の上のめっき形成領域の外部端子領域に対応する部位に、第２の金属めっき層１３が形成され、第２の金属めっき層１３の上に第２の金属めっき層１３と同一形状で外部端子となる第２の貴金属めっき層１４が形成されている。そして、外部端子となる第２の貴金属めっき層１４の表面は、他のめっき層に比べて金属板１０の表面からの高さが、高くなっており、金属板１０における内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層１１が形成されていない部位と、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層１１が形成されている部位における外部端子となる第２の貴金属めっき層１４が形成されていない部位の金属めっき層１２の面が露出している。
金属板１０は、例えば、銅板で構成されている。
第１の貴金属めっき層１１は、例えば、金属板１０側から順に形成された、Ａｕめっき層とＰｄめっき層とで構成されている。
金属めっき層１２、第２の金属めっき層１３は、例えば、Ｎｉめっき層で構成されている。
第２の貴金属めっき層１４は、例えば、金属板１０側から順に形成された、Ｐｄめっき層とＡｕめっき層とで構成されている。
そして、第２の貴金属めっき層１４の表面（即ち、Ａｕめっき層の表面）の金属板１０の面からの高さを約４０μｍ、金属めっき層１２の表面の金属板１０の面からの高さを約６μｍとした半導体装置用基板を本実施例の半導体装置の製造に用いた。
なお、本実施例の変形例として、図１(a’)に示すように、金属めっき層１２の上に第２の金属めっき層１３が形成されず、金属めっき層１２の上に部分的に外部端子となる第２の貴金属めっき層１４が形成された半導体装置用基板を半導体装置の製造に用いてもよい。
本実施例の半導体装置の製造に際しては、まず、図１(a)に示した半導体装置用基板を用いて図１(b)に示すように半導体装置用基板の金属板上で内部端子部１、配線部２、外部端子部３に対応するめっき層が突出した側に、外部端子となる第２の貴金属めっき層１４の表面が露出するようにして、その他の部位を樹脂２０で封止する。なお、変形例として図１(a’)に示した半導体装置用基板を用いた場合における、半導体装置用基板の金属板上で内部端子部１、配線部２、外部端子部３に対応するめっき層が突出した側に、外部端子となる第２の貴金属めっき層１４の表面が露出するようにして、その他の部位を樹脂２０で封止した状態を図１(b’)に示す。図１(a’)に示した半導体装置用基板を用いた場合は、樹脂封止の際には、端子パターンのめっきによる端子の高さの不均一さにより外部端子面に樹脂が回りこむことがある。その場合には、封止した樹脂の表面を研磨して外部端子面を露出させる。なお、以下の説明では、便宜上、図１(b)に示した半導体装置用基板を用いるものとする。
次いで、半導体装置用基板の金属板１０に対してエッチングを施し、金属板１０を溶解等により除去する。これにより、金属板１０と接していた面側において、内部端子部１、配線部２、外部端子部３における金属板の面に接していた面が樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出した配線部材３０が得られる。図１(c)は、このときの状態を示している。
次いで、半導体装置用基板の金属板１０に対してエッチングを施し、金属板１０を溶解等により除去する。これにより、金属板１０と接していた面側において、内部端子部１、配線部２、外部端子部３における金属板の面に接していた面が樹脂層における金属板の面に接していた面と面一となって露出した配線部材３０が得られる。図１(c)は、このときの状態を示している。
次いで、図１(c)に示した配線部材３０の下側を上側にひっくり返し、図１(d)に示すように、金属板１０を除去したことで現れた内部端子面側に半導体素子４０を搭載し、半導体素子４０の電極を、樹脂２０の面と面一となって露出した内部端子における金属板の面に接していた面と接続させる。この場合、フリップチップ方式では、半導体素子４０の電極と内部端子とを接続させ、ワイヤー方式では、半導体素子４０の電極と内部端子とをワイヤーで連結する。なお、配線部材３０として露出した内部端子における金属板の面に接していた表面が樹脂２０における金属板の面に接していた面と面一となるため、搭載する半導体素子４０が傾くこと無く安定した状態で搭載できる。なお、ここでは、便宜上、半導体素子４０を固定するダイボンディングに関しては説明を省略する。
次いで、半導体素子４０を搭載した面側を樹脂４１で封止する。これにより、半導体装置が完成する。なお、複数の半導体装置を一括で封止する場合は、切断加工を行って個々の半導体装置が得られることになる。
この時既に半導体装置の裏面側には外部接続端子が樹脂２０から露出した状態に形成されていることから、従来の半導体装置の製造方法におけるような樹脂で覆われた外部接続部を露出させる加工は不要となる。
次いで、半導体素子４０を搭載した面側を樹脂４１で封止する。これにより、半導体装置が完成する。なお、複数の半導体装置を一括で封止する場合は、切断加工を行って個々の半導体装置が得られることになる。
この時既に半導体装置の裏面側には外部接続端子が樹脂２０から露出した状態に形成されていることから、従来の半導体装置の製造方法におけるような樹脂で覆われた外部接続部を露出させる加工は不要となる。
なお、本発明の半導体装置の製造方法に使用する半導体装置用基板は、例えば、次のようにして製造できる。
まず、金属板として、リードフレーム材としても使用されている板厚０．１５ｍｍの銅材を用意する。
次に金属板の両面に、厚さ２５μｍのドライフィルムレジストをラミネートし、次に、表面側に所定の位置にめっきを形成するための、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域の全域に対応するパターンＡが形成されたガラスマスクを用いて表面側のドライフィルムレジストに露光・現像を行い、めっきを形成する部分が開口されたレジストマスクを形成する。裏面側のドライフィルムレジストに対しては、金属板の裏面全体を覆うレジストマスクを形成する。この露光・現像は従来工法と同様である。
次のめっき工程では、形成したレジストマスクから露出している金属板に一般的なめっき前処理を行なった後、順に第１の貴金属めっき層としてＡｕを０．００３μｍ以上、Ｐｄを０．０１μｍ以上、金属めっき層としてＮｉを６μｍ以上となるようにめっきを施す。
次に、両面のレジストマスクを剥離し、両面に再び同じドライフィルムレジストをラミネートする。このとき、形成する第２の金属めっき層の厚さに応じてレジストの厚さを選定する必要があるが、第２の金属めっき層を１５〜４０μｍとなるよう形成するため表面側のみ厚さが５０μｍのレジストを用い、裏面側は厚さが２５μｍのレジストを用いる。
そして、先に形成しためっき層の一部であって、外部端子となる部分に重ねてめっきを形成するための、めっき形成領域の外部端子領域に対応する部位が露出するパターンＢが形成されたガラスマスクを用いて露光・現像を行ってレジストマスクを形成する。裏面側は、前回と同様に全体を覆うレジストマスクを形成する。
次に、形成したレジストマスクから露出している金属めっき層であるＮｉめっき面に順に第２の金属めっき層としてＮｉを４０μｍ以上、第２の貴金属めっき層としてＰｄを０．０１μｍ以上、Ａｕを０．００３μｍ以上となるようにめっきを施した後、両面のレジストマスクを除去して半導体装置用基板を作製することができる。
まず、金属板として、リードフレーム材としても使用されている板厚０．１５ｍｍの銅材を用意する。
次に金属板の両面に、厚さ２５μｍのドライフィルムレジストをラミネートし、次に、表面側に所定の位置にめっきを形成するための、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が内部端子領域に接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、配線部領域の他端と接続し、かつ、内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域の全域に対応するパターンＡが形成されたガラスマスクを用いて表面側のドライフィルムレジストに露光・現像を行い、めっきを形成する部分が開口されたレジストマスクを形成する。裏面側のドライフィルムレジストに対しては、金属板の裏面全体を覆うレジストマスクを形成する。この露光・現像は従来工法と同様である。
次のめっき工程では、形成したレジストマスクから露出している金属板に一般的なめっき前処理を行なった後、順に第１の貴金属めっき層としてＡｕを０．００３μｍ以上、Ｐｄを０．０１μｍ以上、金属めっき層としてＮｉを６μｍ以上となるようにめっきを施す。
次に、両面のレジストマスクを剥離し、両面に再び同じドライフィルムレジストをラミネートする。このとき、形成する第２の金属めっき層の厚さに応じてレジストの厚さを選定する必要があるが、第２の金属めっき層を１５〜４０μｍとなるよう形成するため表面側のみ厚さが５０μｍのレジストを用い、裏面側は厚さが２５μｍのレジストを用いる。
そして、先に形成しためっき層の一部であって、外部端子となる部分に重ねてめっきを形成するための、めっき形成領域の外部端子領域に対応する部位が露出するパターンＢが形成されたガラスマスクを用いて露光・現像を行ってレジストマスクを形成する。裏面側は、前回と同様に全体を覆うレジストマスクを形成する。
次に、形成したレジストマスクから露出している金属めっき層であるＮｉめっき面に順に第２の金属めっき層としてＮｉを４０μｍ以上、第２の貴金属めっき層としてＰｄを０．０１μｍ以上、Ａｕを０．００３μｍ以上となるようにめっきを施した後、両面のレジストマスクを除去して半導体装置用基板を作製することができる。
比較例
次に、比較例として従来の半導体装置の製造方法について説明する。
従来の半導体装置用基板は、本発明に使用する半導体装置用基板とは逆に金属板上に外部端子となるめっき層が形成され、同一形状でめっき層が重ねられ、上層に内部端子となるめっき層が形成されている。これらめっき層は、搭載する半導体素子の電極数に応じて複数個（本）のめっき層としてほぼ同じ高さに形成されている。
この半導体装置等基板の内部端子の上に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と内部端子との接続を行う。
しかし、めっき加工により厚さとして３０μｍ、４０μｍ等の高さを複数個形成すると、めっき生産時のばらつきとして５〜８μｍ程度の高低差が生じるため、従来の半導体装置用基板は、金属板から内部端子上面までの高さに高低差が生じていることになる。
そのため、半導半導体素子を搭載した際に、半導体素子に傾きが生じたり、半導体素子の電極と内部端子との接続において導通不良が発生する場合があった。
次に、比較例として従来の半導体装置の製造方法について説明する。
従来の半導体装置用基板は、本発明に使用する半導体装置用基板とは逆に金属板上に外部端子となるめっき層が形成され、同一形状でめっき層が重ねられ、上層に内部端子となるめっき層が形成されている。これらめっき層は、搭載する半導体素子の電極数に応じて複数個（本）のめっき層としてほぼ同じ高さに形成されている。
この半導体装置等基板の内部端子の上に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と内部端子との接続を行う。
しかし、めっき加工により厚さとして３０μｍ、４０μｍ等の高さを複数個形成すると、めっき生産時のばらつきとして５〜８μｍ程度の高低差が生じるため、従来の半導体装置用基板は、金属板から内部端子上面までの高さに高低差が生じていることになる。
そのため、半導半導体素子を搭載した際に、半導体素子に傾きが生じたり、半導体素子の電極と内部端子との接続において導通不良が発生する場合があった。
次に、半導体素子を搭載した側を樹脂封止し、半導体装置用基板の金属板のみを除去する。
金属板を除去したことで、樹脂の裏面側には金属板と接していた外部端子となるめっき層の面が現れることになる。
そして、現れた外部端子面の一部を外部と接続するための外部端子部として使用するために、樹脂の裏面側全面を樹脂で覆い、外部端子部のみが露出するよう覆った樹脂の一部を開口する加工を行って、外部端子部を露出させて半導体装置が完成する。多数個の半導体装置を一括して封止するタイプでは、切断加工を行って個々の半導体装置が完成する。
金属板を除去したことで、樹脂の裏面側には金属板と接していた外部端子となるめっき層の面が現れることになる。
そして、現れた外部端子面の一部を外部と接続するための外部端子部として使用するために、樹脂の裏面側全面を樹脂で覆い、外部端子部のみが露出するよう覆った樹脂の一部を開口する加工を行って、外部端子部を露出させて半導体装置が完成する。多数個の半導体装置を一括して封止するタイプでは、切断加工を行って個々の半導体装置が完成する。
本発明の半導体装置の製造方法は、表面実装型の封止樹脂型半導体装置を組み立てることが必要とされる分野に有用である。
１ 内部端子部
２ 配線部
３ 外部端子部
１０ 金属板
１１ 内部端子となるめっき層（第１の貴金属めっき層）
１２ 金属めっき層
１３ 第２の金属めっき層
１４ 外部端子となるめっき層（第２の貴金属めっき層）
２０ 樹脂
３０ 配線部材
４０ 半導体素子
４１ 樹脂
２ 配線部
３ 外部端子部
１０ 金属板
１１ 内部端子となるめっき層（第１の貴金属めっき層）
１２ 金属めっき層
１３ 第２の金属めっき層
１４ 外部端子となるめっき層（第２の貴金属めっき層）
２０ 樹脂
３０ 配線部材
４０ 半導体素子
４１ 樹脂
Claims (2)
- 金属板を有するとともに、所定幅または径の第１の所定形状に形成された内部端子領域と、その一端が前記内部端子領域に接続し、かつ、該内部端子領域の幅または径よりも幅が細い細長形状に形成された配線部領域と、前記配線部領域の他端と接続し、かつ、該内部端子領域の幅または径よりも大きな幅または径の第２の所定形状に形成された外部端子領域とを、水平方向の異なる位置に備えためっき形成領域を前記金属板上に有する半導体装置用基板を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記金属板上の前記めっき形成領域の全域に、内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層を前記金属板の面に接した状態に形成し、
次に、前記第１の貴金属めっき層の上に、金属めっき層を前記第１の貴金属めっき層と同一形状で形成し、
次に、前記金属めっき層の上の前記めっき形成領域の前記外部端子領域に対応する部位に、外部端子となる第２の貴金属めっき層を形成することにより、
前記第１の貴金属めっき層のみが、前記金属板の面に接するめっき層として形成され、
前記第１の貴金属めっき層と同一形状の前記金属めっき層のみが、前記第１の貴金属めっき層と前記第２の貴金属めっき層との間に位置するめっき層として形成され、
前記第２の貴金属めっき層のみが、前記第１の貴金属めっき層と同一形状の前記金属めっき層表面から前記めっき形成領域の前記外部端子領域に対応する部位において部分的に突出するめっき層として形成され、
前記外部端子となる第２の貴金属めっき層表面は、他のめっき層に比べて前記金属板面からの高さが高くなっており、前記金属板における前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、該内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における前記外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の前記金属めっき層の面が露出している半導体装置用基板を準備し、
前記半導体装置用基板における前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層及び前記外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されている側に、該外部端子となる第２の貴金属めっき層表面を露出させるとともに、前記金属板における前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されていない部位と、該内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が形成されている部位における前記外部端子となる第２の貴金属めっき層が形成されていない部位の前記金属めっき層の面を封止する樹脂層を形成し、
前記樹脂層を形成後に前記金属板を除去して、該金属板の面に接した状態に形成されていた前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層が前記樹脂層により保持され、且つ、前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層における前記金属板の面に接していた面が、前記樹脂層における前記金属板の面に接していた面と面一となって露出した配線部材を作製し、
作製した前記配線部材の前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層の側に半導体素子を搭載する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 作製した前記配線部材の前記内部端子となる部位を有する内部端子面をなす第１の貴金属めっき層の側に半導体素子を搭載して該半導体素子の電極と前記内部端子との導通を取り、半導体素子搭載部分を樹脂封止する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
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